Dynamics of reactive high-power impulse magnetron sputtering discharge studied by time- and space-resolved optical emission spectroscopy and fast imaging
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Notice bibliographique
Résumé
Time- and space-resolved optical emission spectroscopy and fast imaging were used for the investigation of the plasma dynamics of high-power impulse magnetron sputtering discharges. 200 μs pulses with a 50 Hz repetition frequency were applied to a Cr target in Ar, N2, and N2/Ar mixtures and in a pressure range from 0.7 to 2.66 Pa. The power density peaked at 2.2–6 kW cm−2. Evidence of dominating self-sputtering was found for all investigated conditions. Up to four different discharge phases within each pulse were identified: (i) the ignition phase, (ii) the high-current metal-dominated phase, (iii) the transient phase, and (iv) the low-current gas-dominated phase. The emission of working gas excited by fast electrons penetrating the space in-between the electrodes during the ignition phase spread far outwards from the target at a speed of 24 km s−1 in 1.3 Pa of Ar and at 7.5 km s−1 in 1.3 Pa of N2. The dense metal plasma created next to the target propagated in the reactor at a speed ranging from 0.7 to 3.5 km s−1, depending on the working gas composition and the pressure. In fact, it increased with higher N2 concentration and lower pressure. The form of the propagating plasma wave changed from a hemispherical shape in Ar, to a droplike shape extending far from the target in N2. An important N2 emission rise in the latter case was detected during the transition at the end of the metal-dominated phase.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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